二十四、 触摸防盗报警器设计与制作

二十四、 触摸防盗报警器设计与制作

摘要：随着人们生活水平的提高，各种电子元器件物理开关已不能满足人们对生活便利和生活乐趣的享受，于是便有了声控光控等非物理形式的开关。在我们控制电路的同时还能找到其中的一点乐趣。本次课程设计我们设计了一个拍手开关，即在当外界发出声音（拍手）时，控制电路接收声音信号并控制LED灯点亮，再次拍手时控制LED灯熄灭，非常好玩。其组成部分是主要由音频放大电路和双稳态触发电路组成。 

关键字：、三极管；话筒；导线

电路工作原理：触摸防盗报警器电路系统的工作原理如图1所示，本电路主要由音频放大电路和双稳态触发电路组成。Q1和Q2组成二级音频放大电路，由MK1接受的音频信号经C1耦合至Q1的基极，放大后由集电极直接馈至Q2的基极，在Q2的集电极得到一负方波，用来触发双稳态电路。R1、C1将电路频响限制在3kHz左右为高灵敏度范围。电源接通时，双稳态电路的状态为Q4截止，Q3饱和，D3不亮。当MK1接到控制信号，经过两级放大后输出一负方波，经过微分处理后负尖脉冲通过D1加至Q3的基极，使电路迅速翻转，D3被点亮。当MK1再次接到控制信号，电路又发生翻转，D3熄灭。电路板上预留有接外控设备的接线端J1,可通过J1连接继电器对其它设备进行声控。

本电路采用直流5V电压供电，LED熄灭时整机电流为3 mA， LED点亮时整机电流为6mA。

电路的焊接安装与调试

准备好全套元件后，用万用表粗略地测量一下各元件的质量，做到心中有数。焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、整流二极管、三极管、晶闸管等元件时千万不要装反，注意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。

调式：当一个电路板焊接都完成后，在检查该电路板是否可以正常工作时，通常不要直接给电路板供电，而是要按下面的步骤进行检查，确保每一步都没有问题后在上电也不迟，以免造成不必要的危险。

（1）连线是否正确

如今，大家都是使用电路绘制软件进行电路板的设计，但是还是建议大家先画原理图在生成网络表来生成PCB的连接，有很多的初学者学习PCB电路板的软件是都是直接话PCB，在单片机的入门和设计各个小实验电路板时都是直接在元件库中拉出元件封装来话PCB，通常会导致很多管脚的错连。

如果你是使用很规范的电路设计步骤来设计的电路板，那么你的原理图是你检查的关键，这里需要检查的地方主要在芯片的电源和网络节点的是否标注正确，同时也要注意网络节点是否有重叠的现象，这是检查的重点。另一个检查的重点是元件的封装。现在很多的芯片的封装的不同，其引脚的顺序也是不同的，以前记得一个研究生在调试NEC的处理器是就有类似的事情发生，我记得他选用的是NEC的UPG78F9222的8位Flash处理器，但是其在设计电路时原理图中的是DIPPCB的封装对应的引脚，但是在PCB中是贴片的元件，管叫完全的不对应，导致上电是老是烧芯片，但是这样就会给调试者误导以为是自己的电源有问题。

（2）电源接口是否有短路现象

这里就体现出调试之前不上电的原因，有的电源接口短路，这样会造成你的电源烧坏。有时会有电源爆炸的事故发生。使用万用表测量一下电源的输入阻抗。这是必须的步骤。　　再设计是电源部分可以使用一个0欧姆的电阻来作为调试方法，上电前先不焊接电阻，检查电源的电压正常后在将电阻焊接在PCB上给后面的单元供电。以免造成上电由于电源的电压不正常而烧毁后面单元的芯片，但是贴片的就更麻烦！电路设计中增加保护电路，比如使用自恢复保险丝等元件。　　

（3）元器件安装情况

主要是检查有极性的元器件，如发光二极管，电解电容，整流二极管等。以及三极管的管脚是否对应，对于三极，同一功能的不同厂家其管教的排序也是不同的。所以最好使用万用表测试一下！

以上检查到位以后就可以通电调试了。

打开电源，给系统加上激励信号源（如拍手声、打击声），用眼睛直接观察发光二级管是否亮，再次加上激励时看是否熄灭。

易损元器件是指在安装焊接过程中,受热或接触电烙铁时容易造成损坏的元器件, 例如,有机铸塑元器件、MOS 集成电路等。易损元器件在焊接前要认真作好表面清洁、镀锡等准备工作,焊接时切忌长时间反复烫焊,烙铁头及烙铁温度要选择适当,确保一次焊接成功。此外,要少用焊剂,防止焊剂侵人元器件的电接触点(例如继 电器的触点)。焊接 MOS 集成电路最好使用储能式电烙铁,以防止由于电烙铁的 微弱漏电而损坏集成电路。由于集成电路引线间距很小,要选择合适的烙铁头及 温度,防止引线间连锡。焊接集成电路最好先焊接地端、输出端、电源端,再焊输入端。对于那些对温度特别敏感的元器件,可以用镊子夹上蘸有元水乙醇(酒精) 的棉球保护元器件根部,使热量尽量少传到元器件上。

电路的焊接安装与调试

准备好全套元件后，用万用表粗略地测量一下各元件的质量，做到心中有数。焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、整流二极管、三极管、晶闸管等元件时千万不要装反，注意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。

    调式：当一个电路板焊接都完成后，在检查该电路板是否可以正常工作时，通常不要直接给电路板供电，而是要按下面的步骤进行检查，确保每一步都没有问题后在上电也不迟，以免造成不必要的危险。

（1）连线是否正确

如今，大家都是使用电路绘制软件进行电路板的设计，但是还是建议大家先画原理图在生成网络表来生成PCB的连接，有很多的初学者学习PCB电路板的软件是都是直接话PCB(我初学时就是这样的)，在单片机的入门和设计各个小实验电路板时都是直接在元件库中拉出元件封装来话PCB，通常会导致很多管脚的错连。

如果你是使用很规范的电路设计步骤来设计的电路板，那么你的原理图是你检查的关键，这里需要检查的地方主要在芯片的电源和网络节点的是否标注正确，同时也要注意网络节点是否有重叠的现象，这是检查的重点。另一个检查的重点是元件的封装。现在很多的芯片的封装的不同，其引脚的顺序也是不同的，以前记得一个研究生在调试NEC的处理器是就有类似的事情发生，我记得他选用的是NEC的UPG78F9222的8位Flash处理器，但是其在设计电路时原理图中的是DIPPCB的封装对应的引脚，但是在PCB中是贴片的元件，管叫完全的不对应，导致上电是老是烧芯片，但是这样就会给调试者误导以为是自己的电源有问题。

（2）电源接口是否有短路现象    

这里就体现出调试之前不上电的原因，有的电源接口短路，这样会造成你的电源烧坏。有时会有电源爆炸的事故发生。使用万用表测量一下电源的输入阻抗。这是必须的步骤。　　再设计是电源部分可以使用一个0欧姆的电阻来作为调试方法，上电前先不焊接电阻，检查电源的电压正常后在将电阻焊接在PCB上给后面的单元供电。以免造成上电由于电源的电压不正常而烧毁后面单元的芯片，但是贴片的就更麻烦！电路设计中增加保护电路，比如使用自恢复保险丝等元件。　　

（3）元器件安装情况    

主要是检查有极性的元器件，如发光二极管，电解电容，整流二极管等。以及三极管的管脚是否对应，对于三极，同一功能的不同厂家其管教的排序也是不同的。所以最好使用万用表测试一下！

以上检查到位以后就可以通电调试了。

实物图触摸防盗报警器电路系统的实物图如图2所示。

打开电源，给系统加上激励信号源（如拍手声、打击声），用眼睛直接观察发光二级管是否亮，再次加上激励时看是否熄灭。

易损元器件是指在安装焊接过程中,受热或接触电烙铁时容易造成损坏的元器件, 例如,有机铸塑元器件、MOS 集成电路等。易损元器件在焊接前要认真作好表面清洁、镀锡等准备工作,焊接时切忌长时间反复烫焊,烙铁头及烙铁温度要选择适当,确保一次焊接成功。此外,要少用焊剂,防止焊剂侵人元器件的电接触点(例如继 电器的触点)。焊接 MOS 集成电路最好使用储能式电烙铁,以防止由于电烙铁的 微弱漏电而损坏集成电路。由于集成电路引线间距很小,要选择合适的烙铁头及 温度,防止引线间连锡。焊接集成电路最好先焊接地端、输出端、电源端,再焊输入端。对于那些对温度特别敏感的元器件,可以用镊子夹上蘸有元水乙醇(酒精) 的棉球保护元器件根部,使热量尽量少传到元器件上。

参考文献：

[1]王华奎.电子电路设计

[2]王恺.电子线路仿真设计.

[3]钱聪.电子线路分析与设计.

[4]童诗白.模拟电子技术基础.

[5]关源.电路邱.

附录一：成果图

附录二：元器件清单